上扬子地区龙马溪组黑色富有机质页岩的浅水超覆沉积模式

细粒沉积作用决定着页岩储集层的物质基础,对优质页岩的形成具有重要作用。文中以上扬子地区龙马溪组黑色页岩为研究对象,通过岩心、露头、薄片、地震资料等分析,对该套黑色页岩的沉积发育模式进行研究。结果表明：(1)研究区龙马溪组黑色富有机质页岩段发育粉砂岩与页岩互层,见生物扰动、交错纹层、波状纹层、粒序纹层、泥砾定向排列、底部侵蚀面等沉积构造,具明显的浅水沉积特征;(2)黑色页岩内部发育多期受波浪作用影响而形成的页岩—粉砂质页岩—粉砂岩反粒序沉积旋回,显示出波浪作用对龙马溪组黑色页岩的形成具有重要影响;(3)风暴作用对于龙马溪组黑色页岩的形成具有一定的影响,表现为在不规则侵蚀面之上形成粉砂岩—黑色页岩正粒序沉积旋回;(4)从地震剖面以及连井剖面对比可以看出,随着海平面的不断上升,页岩总体上具有向古隆起边缘不断超覆迁移的特征。推测上扬子地区龙马溪组黑色页岩形成于水体较浅且受限的沉积环境,易受波浪以及风暴作用的影响,具有随着海平面上升而不断超覆迁移的特征。研究区龙马溪组富有机质黑色页岩的浅水超覆模式对于上扬子地区富有机质页岩的勘探具有重要的指导意义。     

下扬子地区上震旦统-下古生界白云岩地球化学特征及成因：以南京地区为例

扬子地台上震旦统-下古生界白云岩广泛发育,是最重要的碳酸盐岩储集层.目前对下扬子地区白云岩的研究程度较低,严重制约了对该区白云岩储层性能的深化认识和油气勘探工作.研究以南京地区为例,通过对该区上震旦统-下古生界白云岩进行系统的岩石学、主量和微量元素、碳-氧同位素及稀土元素分析,确定了白云岩的类型及成因.结果表明：研究区发育泥晶白云岩、粉-细晶白云岩、细晶白云岩、中晶白云岩4种白云岩类型.上震旦统泥晶白云岩具有较高的Mg含量和较低的Fe、Mn、Sr元素含量,δ¹⁸O平均值高达0.2‰,形成温度近于地表温度,盐度指数明显高于海水,∑REE值约为28×10^-6,δCe和δEu呈负异常,平均分别为0.867和0.917,稀土元素配分模式与海相灰岩类似,为近地表强蒸发浓缩海水流体环境下准同生白云石化成因;中寒武统粉-细晶白云岩晶体具有雾心亮边和环边状结构,Mg、Fe、Mn元素含量和稀土元素特征与泥晶白云岩类似,盐度指数较高,说明有相似的海水流体性质,δ¹⁸O值介于-2.5‰～-6.5‰,为浅埋藏环境下渗透回流白云石化成因;上寒武统...     

扬子地区上奥陶-下志留统黑色页岩地质特征及其油气资源意义

黑色页岩是海相富含有机质的细粒沉积岩的总称,包括颜色自深灰色到黑色的各种页岩、硅质岩、粉砂岩以及少量碳酸盐岩的岩石.     

中上扬子地区晚奥陶世－早志留世岩相古地理演化与黑色页岩的关系

晚奥陶世-早志留世时的中上扬子地区,是一个周边被前陆隆起围限的浅海陆棚,沉积环境受武陵-雪峰及黔中前陆隆起带的控制。前隆间的隆后盆地为滞留、还原环境的海域,为黑色页岩沉积提供了空间。上奥陶统凯迪阶五峰组黑色页岩厚度薄而稳定,含笔石生物层和丰富的放射虫,沉积环境为浅海深水盆地;下志留统鲁丹阶龙马溪组下部的黑色页岩为五峰组的继承性沉积,其上部及埃隆阶的龙马溪组为向上变浅的沉积序列,由潮下带潮汐沙坝-潮坪环境黑色含粉砂质页岩、灰色粉砂岩薄互层所构成。沉积序列的变化和时空演化受边缘古隆起的制约。晚奥陶世前陆隆起范围小(平缓),至早志留世鲁丹期,前陆隆起不断扩大并导致盆内构造分隔,发育了大致与前隆平行的坳陷,造成龙马溪组黑色页岩厚度变化大;至埃隆期晚期,海平面相对下降,水体变浅。除个别地区外,中上扬子地区基本结束了黑色页岩沉积。     

上扬子区古生界页岩的微观孔隙结构特征及其勘探启示

页岩的微观孔隙是评价页岩气资源潜力以及是否具有开采价值的重要指标。对上扬子区遵义、通江、广元等地下寒武统牛蹄塘组、下志留统龙马溪组和上二叠统大隆组的页岩进行采样,运用扫描电镜、氮气吸附和压汞实验对这些页岩的孔隙结构特征及其影响因素进行了研究。结果表明,大隆组页岩具有很低的比表面积和孔隙度,其中孔径小于100 nm的孔对孔隙度的贡献率在10%左右,主要孔隙类型为草莓体黄铁矿晶间孔;龙马溪组和牛蹄塘组页岩则具有较高的比表面积和孔隙度,50%~80%以上的孔隙度来自小于100 nm孔的贡献,主要孔隙类型是干酪根孔隙和溶蚀孔隙。认为页岩微观孔隙的发育与页岩的类型、溶蚀作用以及成熟度等因素有关。     

中扬子地区晚震旦世-早寒武世沉积特征及岩相古地理

中扬子地区指青峰-湘广断裂带以南,湘黔桂海盆以北,鄂西恩施-龙山一线以东的湖北省和湖南省的大部分地区。根据中扬子地区上震旦统-下寒武统十余条代表性剖面的沉积特征及其横向展布规律,应用等时面优势相成图方法编制了晚震旦世的陡山沱期、灯影期,早寒武世的筇竹寺期、沧浪铺早期、沧浪铺晚期、龙王庙期共6幅岩相古地理图。中扬子地区上震旦统发育了从碳酸盐潮坪、开阔台地、浅滩、台地边缘、斜坡到台地前缘盆地等沉积,下寒武统下部主要为细碎屑岩和碳酸盐岩组成的混合型浅海陆棚沉积,上部变成碳酸盐潮坪、开阔台地、台缘斜坡和台缘盆地沉积。晚震旦世岩相古地理格局由碳酸盐台地(鄂中台地)和南边的台缘盆地组成。由于地壳差异性升降运动,晚震旦世陡山沱期岩相古地理格局发生了急剧变化。早寒武世早-中期岩相古地理格局由鄂中古陆、围绕古陆的碳酸盐潮坪、陆棚及南边的陆棚边缘盆地组成。早寒武世中-晚期岩相古地理格局由碳酸盐潮坪、开阔台地、台缘斜坡和台缘盆地组成,该地区主体进入碳酸盐台地演化阶段。     

中扬子地区下古生界海相泥-页岩含气勘探远景

利用中扬子区下古生界页岩的野外露头地质剖面、有机地球化学分析数据和钻井显示资料,分析中扬子下古生界页岩气资源勘探远景.研究表明,中扬子区下古生界海相泥-页岩主要以下寒武统水井沱组(或牛蹄塘组)和上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组为主.上述2套泥质岩和页岩有机质含量丰富、有机质类型好、热演化程度高,多数已达到成熟-过成熟阶段.是有效页岩气气源岩.中扬子区自加里东以来经历了多期构造运动、构造隆升和挤压作用,改善了页岩储层的储集性能,提高页岩气聚集量.湘鄂西区和江汉平原区南部下寒武统泥-页岩可作为有利页岩气勘探选区,而鄂西渝东区钻井揭示志留系见工业性气流,表明该区志留系页岩气潜力较大.     

中扬子地区下古生界海相泥-页岩含气勘探远景

利用中扬子区下古生界页岩的野外露头地质剖面、有机地球化学分析数据和钻井显示资料,分析中扬子下古生界页岩气资源勘探远景。研究表明,中扬子区下古生界海相泥-页岩主要以下寒武统水井沱组(或牛蹄塘组)和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组为主。上述2套泥质岩和页岩有机质含量丰富、有机质类型好、热演化程度高,多数已达到成熟—过成熟阶段,是有效页岩气气源岩。中扬子区自加里东以来经历了多期构造运动、构造隆升和挤压作用,改善了页岩储层的储集性能,提高页岩气聚集量。湘鄂西区和江汉平原区南部下寒武统泥-页岩可作为有利页岩气勘探选区,而鄂西渝东区钻井揭示志留系见工业性气流,表明该区志留系页岩气潜力较大。     

中扬子地区下古生界海相泥-页岩含气勘探远景

利用中扬子区下古生界页岩的野外露头地质剖面、有机地球化学分析数据和钻井显示资料,分析中扬子下古生界页岩气资源勘探远景。研究表明,中扬子区下古生界海相泥-页岩主要以下寒武统水井沱组(或牛蹄塘组)和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组为主。上述2套泥质岩和页岩有机质含量丰富、有机质类型好、热演化程度高,多数已达到成熟—过成熟阶段,是有效页岩气气源岩。中扬子区自加里东以来经历了多期构造运动、构造隆升和挤压作用,改善了页岩储层的储集性能,提高页岩气聚集量。湘鄂西区和江汉平原区南部下寒武统泥-页岩可作为有利页岩气勘探选区,而鄂西渝东区钻井揭示志留系见工业性气流,表明该区志留系页岩气潜力较大。     

扬子克拉通南华纪-早古生代的构造-沉积旋回

根据影响克拉通盆地演化的板块活动所经历的威尔逊旋回,扬子克拉通南华纪-早古生代的构造-沉积旋回可分为5期,即南华纪-震旦纪的均衡调整期、寒武纪的扩张期、早-中奥陶世的汇聚期、中-晚奥陶世的碰撞期和志留纪新一轮的均衡调整期。发生在晚奥陶世的中加里东运动是加里东期最强烈的一次造山运动,而发生在晚志留世的晚加里东运动是一次地壳上升运动;相应的扬子古板块志留纪盆地的构造背景为造山期后的裂谷伸展环境,其原型盆地表现为周缘裂谷盆地与弱伸展的克拉通内盆地相间发育的格局。     

Sedimentary and Geochemical Characteristics of Sinian Cap Carbonates in the Upper Yangtze Region

A global-scale glaciation occurred at about 600 Ma ago. As a result, the Earth became the “Snowball Earth“. The glaciation came to the end abruptly when atmospheric carbon dioxide increased to such an extent as to be about 350 times the modem level because of subaerial volcanic degassing. The rapid termination of glaciation would have led to warming of the Snowball Earth and extreme greenhouse conditions would have been created. The transfer of atmospheric carbon dioxide to oceans would give rise to the rapid precipitation of calcium carbonate in warm surface seawaters, thus forming the cap carbonate rocks as observed worldwide today. Regionally persisting, thin layers of carbonate rocks directly and ubiquitously overlie Proterozoic glacial deposits almost on every continent, and are commonly referred to as cap carbonates. Their unusual litho- fabrics, stratigraphically abrupt basal and upper-level contacts and strongly negative carbonate isotopic signatures ( δ ^13Cearb. values range from -7.0‰ —0‰) suggest a chemical oceanographic origin, the details of which remain unknown. It is proposed that these enigmatic deposits are related to the destabilization of gaseous hydrate in terrestrial permafrost following rapid postglacial warming and flooding of widely exposed continental shelves and internal basins. The authors carried out studies on the geochemistry, sedimentology and palacontology of the Sinian cap carbonates in Guizhou and Hunan provinces, including the occurrence of cap carbonates of unusual fabrics, strongly negative carbon isotopic signatures, and a lot of bitumen nodules.From the results it is suggested that the cap carbonates were formed from solid methane seepage, and it is in agreement with Kennedy‘‘ s viewpoint (2001) that the cap carbonates resulted from the rapid precipitation of calcium carbonate in response to solid methane seepage.     

Natural gas potential of Neoproterozoic and lower Palaeozoic marine shales in the Upper Yangtze Platform,South China: geological and organic geochemical characterization

In this article, we describe the geological features of the Ediacaran (upper Sinian), lower Cambrian and lower Silurian shale intervals in the Upper Yangtze Platform, South China, and report on the gas potential of 53 samples from these major marine shale formations. Reflected light microscopy, total organic carbon (TOC) measurement, Rock-Eval, carbon isotope ratio analysis, thermovaporization gas chromatography (Tvap-GC), and open pyrolysis gas chromatography (open py-GC) were used to characterize the organic matter. Measured TOC in this research is normally >2% and averages 5%. TOC contents are roughly positively correlated with increasing geological age, i.e. lower Silurian shales exhibit generally lower TOC contents than lower Cambrian shales, which in turn commonly have lower TOC contents than Ediacaran shales. Kerogen has evolved to the metagenesis stage, which was demonstrated by the abundant pyrobitumen on microphotographs, the high calculated vitrinite reflectance (R_o = 3%) via bitumen reflectance (R_b), as well as δ¹³ C of gas (methane) inclusions. Pyrolysates from Tvap-GC and open py-GC are quantitatively low and only light hydrocarbons were detected. The lower Silurian shale generally exhibits higher generation of hydrocarbon than the lower Cambrian and Ediacaran shale. Cooles’ method and Claypool’s equations were used to reconstruct the original TOC and Rock-Eval parameters of these overmature samples. Excellent original hydrocarbon generation was revealed in that the original TOC (TOC_o) is between 5% and 23%, and original S1+S2 (S1_o+S2_o) is ranging from 29 to 215 mg HC/g rock.     

湘中震旦纪—寒武纪之交硅质岩地球化学特征及成因环境研究

震旦纪(埃迪卡拉纪)—寒武纪之交华南地块处在伸展扩张的构造背景下,在扬子板块东南缘发育了广泛的硅质岩沉积。湘中地区发育了自震旦系陡山沱组、留茶坡组及寒武系牛蹄塘组连续的深水相沉积,岩性以层状硅质岩为主,夹炭质、硅质页岩。通过对硅质岩的主量、稀土元素的地球化学特征分析表明,本区硅质岩Si O2含量极高(普遍92%),Al/(Al+Fe+Mn)比值普遍大于0.6,稀土元素澳大利亚后太古代平均页岩(PAAS)标准化配分曲线显示中—弱Ce负异常且有明显的重稀土富集特征。震旦纪陡山沱期硅质岩样品中Ce/Ce*值、LaN/YbN值、Y/Ho值分别为0.34~0.54、0.05~0.10、38.00~51.44;灯影期硅质岩样品中Ce/Ce*值、LaN/YbN值、Y/Ho值分别为0.70~0.85、0.06~0.37、35.91~46.79;寒武纪初期硅质岩样品中的稀土元素地球化学特征与灯影期相似,Ce/Ce*值、LaN/YbN值、Y/Ho值分别为0.58~0.78、0.26~0.40、34.75~45.58。湘中地区震旦纪—寒武纪之交的硅质岩地球化学特征显示本期硅质岩为正常的海水沉积成因,整体受热液和陆源影响较小,但从震旦纪陡山沱期至寒武纪初期陆源输入有增加趋势,硅质来源可能与硅质浮游生物有关,硅质岩沉积环境始终保持在深水盆地中,湘中地区沉积盆地符合被动大陆边缘伸展型盆地特征。     

上扬子区震旦系层序地层格架及其形成的古地理背景

上扬子区的震旦系包括陡山沱组和灯影组,前者包含较多的黑色页岩,而后者则以发育大套白云岩为特征。从岩相序列到米级旋回,从沉积相序列到三级层序,可将浅水台地背景的震旦系划分为5个三级层序。这些三级层序可以进一步归为一个二级层序。以各个主要剖面的层序划分为基础,依据地层记录中的两种相变面和两种穿时性,可以建立研究区震旦系的层序地层格架。其中包含较多的深水黑色页岩系的陡山沱组,反映了大冰期之后的海侵作用的特点;与寒武系的变化特征不同,自北西而南东沉积环境由浅变深,该沉积背景中沉积了原生沉积组构保存较为完好的灯影组白云岩,这种变化可能反映了前寒武纪末期特殊的白云石化作用特征,同时也代表了许多有待于进一步研究的沉积学问题。从陡山沱组黑色页岩系到灯影组白云岩,不但构成了一个更大级别的总体向上变浅的沉积相序列,还反映了一个与三级和二级海平面变化过程相响应的缓坡型碳酸盐台地的生长发育过程,该过程较为清楚地显示在系列层序地层格架栅状图和岩相古地理图之中。     

上扬子地区不同构造位置牛蹄塘组页岩孔隙特征的对比研究

对位于不同构造位置的两条下寒武统牛蹄塘组页岩采石场剖面进行了垂向系统采样研究,并进行了有机地球化学、矿物学及孔隙度测试。酉阳丹泉剖面富有机质层段集中在牛蹄塘组下部,厚度在25 m以上,总有机碳含量(TOC)均大于5.65%,遵义松林剖面仅对下部富有机质页岩进行采样,但基于富有机质层段地球化学垂向变化趋势可进行对比研究。结果表明,页岩微孔体积主要由有机孔提供,且基本不受构造作用影响。松林剖面TOC值越高,伊利石含量越低,介孔体积越小;而构造稳定区页岩介孔体积除部分样品与松林剖面重合外,仍有部分样品介孔体积明显偏高,说明构造位置的差异对页岩介孔具有明显的影响。宏孔体积在TOC大于6.4%时有减小的趋势,但不同构造位置的两剖面样品受构造应力差异影响不明显。构造应力对孔隙的影响主要与岩石的力学性质及伊利石矿物孔的保存能力有关。     

华南峡东地区埃迪卡拉（震旦）纪年代地层划分初探

华南峡东地区埃迪卡拉纪地层连续,出露完整,化石丰富,顶、底界线清楚,是世界上同时代地层最具代表性的序列之一,也是解决埃迪卡拉纪年代地层划分、竞争相关界线层型剖面的最理想地区之一。根据近年来峡东地区埃迪卡拉系的同位素年代学、生物地层学和化学地层学等方面的研究积累,本文以生物地层序列(生物演化阶段)为基础标志,以碳稳定同位素组成的重要变化界面为辅助标志,对峡东地区埃迪卡拉纪地层进行年代地层的划分,提出2统5阶方案。下统名称建议用峡东统,下分九龙湾阶和陈家园子阶;上统名称建议用扬子统,下分吊崖坡阶、第四阶和第五阶。在此基础上,根据生物地层和碳稳定同位素地层学的特征,初步探讨了与其他地区埃迪卡拉系的对比关系。这一划分和对比方案只是目前研究的阶段性认识,更完整的划分对比意见还有待今后的进一步完善。     

上扬子地区震旦纪沉积古地理

通过整理大量的钻井、测井、地震和其他综合研究资料,系统编制了上扬子地区震旦系各层段的岩相古地理图,进行了较为系统的沉积储集层研究。该研究显示震旦纪上扬子台地是一个半孤立的台地。震旦系沉积可以划分为前台地沉积、碳酸盐岩台地沉积和局限海盆沉积。紧邻上扬子台地西部边缘发育的川滇大裂谷对上扬子台地的演化、沉积古地理格局的形成及沉积相带的展布有着重要影响。灯影期,上扬子台地曾经有过一次由裂谷活动导致的快速沉降,经历了一次短暂的由台地到海盆的变化。岩相古地理的演变控制着四川盆地震旦系沉积储集层的形成与分布,也控制着该区常规油气及页岩气的形成与分布。     

Sedimentary lithofacies characteristics and sweet-spot interval characterization of the Sinian Doushantuo Formation in Upper Yangtze Platform,South China

The Sinian Doushantuo Formation is the oldest shale gas reservoir discovered in the world, which contains good shale gas shows as the Eyangye-1 and Zidi-1 wells in the Yichang Region of western Hubei province, China. The shales in the Doushantuo Formation feature considerable thickness (135 m), high gas content (4.83 m³/t) and high fragile mineral content (up to 75%). Due to the influences of the sedimentary environment, the shale reservoirs here have high dolomitic content (54%) and abruptly changes in vertical lithofacies. Moreover, the characteristics of the shale sweet-spot differ significantly from that in the Wufeng Formation and Longmaxi Formation in southeast Sichuan Basin. A high-resolution sequence stratigraphic correlation was performed on the shales of the Doushantuo Formation at the Eyangye-1 well, Zidi-1 well, Zidi-2 well and some outcrop profiles in Yichang area for the identification of their sedimentary microfacies characteristics. A comprehensive comparative analysis was made by incorporating the elemental geochemistry, wireline and mud logging data of the well to further identify the sweet-spot interval therein. With the analysis of Eyangye-1 well, the sweet-spot interval of the Doushantuo Formation is 3360−3408 m, of which sedimentary microfacies is deepwater reduced environment with many pyrite laminaes, and the TOC is high to 3.42%, the Ro is 3.3%, the organic and matrix pore are well developed and the aperture more than 50 nm, the porosity is 2.7%, the desorption gas content average is 2.16%, and the main mineral is dolomitic (54%) and siliceous quartz (21%). Additionally, these parameters combined with previous studies will shed light on evaluating and characterizing the layers therein, also provide referential geological data for the following exploration and development activities of this shale system.     

华南震旦系陡山沱组磷质震积岩及其与多细胞生物群相关性初探

埃迪卡拉纪（震旦纪）陡山沱期是Rodinia超大陆裂离的重要地质时期,是多细胞生物起源和发展的重要转折时期和磷质聚集时期,也是化学、气候和环境变化的剧烈时期。液化岩脉、液化角砾岩、脉化变形构造、以及阶梯状层内断层等磷质震积岩的发现,表明扬子地区在陡山沱期晚期至少发生过两次以上的地震事件。地震构造运动将地球内部积累能量快速地释放,可能是磷质来源和热水活动一种重要的方式或通道。海水中磷等无机营养盐分的增加,海水温度的升高,有利于多细胞生物的起源和发展,同时多细胞生物的繁盛又有利于磷的聚集。